JPH1169706A - モータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速回転においてもモータ特性の低下を防止
でき、高精度に回転できるモータの提供にある。 【解決手段】 回転中の重量バランスの偏りを補正する
機能を有するモータである。重量バランスの偏りを補正
する機能として、モータ回転体にバランサ20を回転自在
に備える。回転体の回転中心Ｏに対してバランサ20の重
心Ｇがずらせて設けられる。モータ回転中における重量
バランスに偏りがあるとこの偏りとバランサ20の重心Ｇ
とが回転体の回転中心Ｏに点対称である位置関係とな
り、その偏りが相殺される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高速・高精度に回
転することが要求されるモータに関し、特に、記録ディ
スクを駆動させるための記録ディスク駆動用モータに関
する。

【０００２】

【従来の技術】高速・高精度に回転することが要求され
るモータとして、例えば記録ディスク駆動用モータがあ
るが、データを記録・再生させる記録ディスクとして、
ＣＤ、ＦＤ、ＭＯ、ＭＤ、ＤＶＤ、ＨＤ等各種のものが
ある。これら記録ディスクは、記録・再生方式、データ
容量、回転速度、記録密度等の仕様、或いはディスクの
材料、価格が異なり、それに伴ってディスクを駆動させ
るモータも種々ある。

【０００３】近年の電子情報が文字から画像へと高度
化、大容量化によって、その情報を大量にかつ素早く記
録・再生ができること、更に低コストであること、が記
録ディスク及びこれを駆動させるモータを含む駆動装置
に要求されている。

【０００４】例えば、ＣＤは、当初音楽再生用として登
場したが、その利点を生かしてＣＤ−ＲＯＭとしてコン
ピュータ用へと用途が拡大された。これにより、データ
容量が増大、動作時間（シークタイム）の短縮化により
記録ディスク（ＣＤ）側を早く回転させること、即ち、
記録ディスク駆動用モータが高速化されるに至っている
（音楽用ＣＤを基準速度として、現在では20倍速なるも
のがある）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、モータが高
速回転すると、従来ではなかった問題が生じる。例え
ば、回転時の振れ、振動、騒音、寿命等の性能の維持・
管理が困難なものとなるが、特に、回転振れが増大する
ようになったことが、データの記録・再生において大き
な問題であった。これらの原因は、これまでの回転速度
では無視できていた各部の僅かな寸法誤差が、高速回転
によりその誤差が累積され無視できなくなって回転中の
バランスが悪化してきたものと考えられる。この各部と
は、記録ディスク側も影響している。このことは、仮に
モータ自体及び駆動装置側を高精度に組立てたとして
も、実際に記録ディスクを搭載してデータの読み書きを
行う際に異常が生じることになる。

【０００６】そのため、各部の寸法精度を上げれば、あ
る程度性能改善させることができるが、製造コストとの
かね合いから限界があり根本的な改善には至らなかっ
た。それ故に、ある程度の寸法誤差はあるものとして回
転性能を向上させる対策が望まれていた。

【０００７】そこで、本発明は、高速回転においてもモ
ータ性能（特に回転振れ性能）の低下を防止でき、高精
度に回転できるモータを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の請求項１に係るモータは、回転中の重量
バランスの偏りを補正する機構を有するモータであっ
て、該重量バランスの偏りを補正する機構として、モー
タ回転体にバランサを回転自在に備え、該回転体の回転
中心に対して該バランサの重心がずらせて設けられてな
り、モータ回転中における重量バランスに偏りがある
と、この偏りと該バランサの重心とが該回転体の回転中
心に点対称である位置関係となり、その偏りが相殺され
るものである。また、請求項２に係るモータは、バラン
サは、モータ回転が共振回転数を越えてから作用する。
また、請求項３に係るモータは、バランサが、少なくと
も２個であり、請求項４に係るモータは、バランサが、
板状のものであり、請求項５に係るモータは、バランサ
は、回転体に軸受手段を介して回転自在に支持される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳説する。

【００１０】図１は本発明に係るモータを示し、このモ
ータは、例えば、光磁気ディスク（ＭＯ）駆動用モータ
であり、ブラケット１の円筒部２に軸受３，３を介して
回転自在に挿入される回転軸４と、該回転軸４に取り付
けられるロータ５（モータ回転体）と、該円筒部２に外
嵌側に配設されるステータ６と、を備える。

【００１１】ロータ５は、ブッシュ７を介して回転軸４
に外嵌されるハブ８と、該ハブ８の周壁９の内周面に固
着される駆動用マグネット12と、該ハブ８の外面に固着
される吸着マグネット13と、該吸着マグネット13の外周
側に配置される記録ディスク載置用ブッシュ14と、を備
え、仮想線のように、記録ディスク15がこのロータ５に
保持され、ロータ５の回転と共に記録ディスク15が回転
する。従って、ハブ８と吸着マグネット13等に、回転軸
４を含めたものをロータと呼ぶこともある。また、ステ
ータ６は、円筒部２に外嵌固定されるステータコア16
と、該ステータコア16のティースに巻設されるコイル17
とからなる。

【００１２】ところで、記録ディスク載置用ブッシュ14
は、この場合、含油性の多孔質体からなり、このブッシ
ュ14にバランサ20が外嵌されている。即ち、このバラン
サ20は回転体（ハブ８等からなる）側に設けられる。故
に、ブッシュ14は、記録ディスク15の載置用に加え偏心
板18，18を回転自在に支持する軸受機能（軸受手段、具
体的には、滑り軸受）を有している。この場合、バラン
サ20は一対の偏平薄肉の偏心板18，18からなり、この偏
心板18，18が、軸方向に所定間隔をもって、回転自在に
ブッシュ14に外嵌されている。偏心板18，18が所定間隔
を確保するためには、ブッシュ14の外周面に環状溝（図
示せず）を上下２本形成し、その環状溝に偏心板18，18
の内周縁を収容して軸方向の移動を規制している。な
お、偏心板18，18の固定手段としては、偏心板18，18に
スペーサを介在させ、抜け止めもあわせて構成するよう
にしてもよいし、ブッシュ14に一対の転がり軸受を追加
する、或いは置き換えるようにして、偏心板18，18を軸
受外輪に一体固定して回転自在に支持するようにしても
よい。偏心板18は、その重心Ｇが、回転体であるロータ
５の回転中心Ｏに対してずれている。偏心板18の材質
は、本例ではステンレス鋼が用いられているが、後述す
る重量バランスの偏りを相殺できる程度の重量を有する
ものであれば特に限定するものではない。

【００１３】次に、上述のモータの動作について説明す
る。上述の如く構成されたモータが、記録ディスク15
（この場合、ＭＯ）を搭載した状態において駆動すれ
ば、重量バランスに偏りが有る場合においては、始動時
からモータ（ＭＯを搭載した状態のモータ）の共振回転
数を越えるまでの間は、その重量バランスの偏りの方向
と、ロータ５の振れる方向が一致しながら回転するた
め、回転中心と、軸中心とが不一致で「振れ回転」する
不安定な回転となる。なお、共振回転数とは、ロータ５
の回転数とモータの固有振動数とが共振する回転数のこ
とをいう。

【００１４】ところが、更に回転数が上昇して共振回転
数を十分に越えれば、このバランサ20は、回転中の重量
バランスによる偏りを相殺する。つまり、共振回転数を
越えれば、偏心板18，18による外力と振動の方向とが逆
位相になり、一対の偏心板18，18の重心Ｇと上記重量バ
ランスの偏りの点とが回転体であるロータ５の回転中心
Ｏを中心に点対称である位置関係となって、その偏りは
相殺され、回転が安定する。

【００１５】一方、重量バランスが正常である場合（つ
まり、偏心板18，18を有さず、かつ、ＭＯを搭載した状
態において重量バランスに偏りがない場合）、この偏心
板18，18を設けることによって、始動時からモータ（Ｍ
Ｏを搭載した状態のモータ）の共振回転数を越えるまで
の間は、上述と同様に不安定な回転をなすことになる
が、共振回転数を越えると、偏心板18，18は、相互に回
転中心Ｏを中心に点対称になるように移動し、モータ回
転の重量バランスを乱さないように位置する。

【００１６】以上より、偏心板18，18にて、記録ディス
ク（ＭＯ）を搭載した状態において、安定した回転（高
精度の回転）となって、この記録ディスクのデータを安
定して記録・再生させることができる。このように偏心
板18，18からなるバランサ20を使用すると、スペースを
確保しにくい図１に示す薄型のモータであっても、十分
このバランサ20を設けることができ、しかも、モータ
（記録ディスクも含む）自体の重量バランスの偏りの有
無に関係なく、データの読み書きに支障ない高精度の回
転を常に得ることができるので、この構成はオートバラ
ンス補正機構ということができる。

【００１７】次に、図３は本発明の他の実施の形態とな
るモータであって、ＣＤ−ＲＯＭ駆動用モータを示し、
この場合、ロータ５が、ターンテーブル22、バックアイ
アン23、及び吸着マグネット24等を備える。

【００１８】即ち、ターンテーブル22は、円筒部25と、
該円筒部25に軸方向中心部から突設される外鍔部26とを
備え、該外鍔部26の上面に設けられた載置部材27上に、
記録ディスク15（ＣＤ−ＲＯＭ）が載置される。なお、
バックアイアン23の周壁28の内周面に、ロータマグネッ
ト12が固着され、ステータコア16とコイル17とからなる
ステータ６は、回転軸４を軸受３を介して回転自在に支
持している円筒体29に外嵌固定されている。

【００１９】この場合、外鍔部26とバックアイアン23と
の間において、ターンテーブル22の円筒部25に、一対の
滑り軸受30，30が外嵌され、これにバランサ20が回転自
在に外嵌されているが、バランサ20がターンテーブル22
とバックアイアン23との間に形成された環状凹部に配置
されており、作業者の手等が偏心板18，18に接触しにく
いので接触による損傷が回避できる。

【００２０】また、図４は本発明の別の実施の形態とな
るモータであって、ＦＤ駆動用モータを示し、この場
合、ロータ５が、ターンテーブル34、ハブ35、及び吸着
マグネット36等を備える。ターンテーブル34は、円盤状
体からなり、ハブ35は、その上壁37が内径部37ａと外径
部37ｂを備える。即ち、外径部37ｂは内径部37ａより基
盤38側に配設され、該内径部37ａの外面に上記吸着マグ
ネット36が付設されている。

【００２１】即ち、ハブ35の上壁37の内径部37ａの内径
側の内面に、滑り軸受であるブッシュ40が固着され、こ
のブッシュ40にバランサ20が回転自在に外嵌されてい
る。この場合も、バランサ20は一対の偏心板18，18から
なるが、ハブ35の内面に位置するため、外見上はバラン
サ20が全く露出せず偏心板18，18に手等接触による損傷
が回避できる。また、偏心板18，18がロータ５により覆
われるので低騒音となる。

【００２２】従って、これらの図３と図４に示すモータ
においても、バランサ20が回転体側に設けられ、図１に
示すモータのように、これらのバランサ20の作用によ
り、共振回転数を越えれば、安定した高精度の回転とな
って、記録ディスクのデータを安定して記録・再生させ
ることができる。なお、図３において、偏心板18に、嵌
合用円孔19の外周側に薄肉部32が位置するようにして偏
心板18，18を回転しやすくしたり、或いは、取付けやす
くする等の偏心板18，18の変形は自由である。

【００２３】ところで、バランサ20としては、図２に示
す形状の偏心板18以外に、例えば、図５に示す種々のも
のであってもよい。即ち、図５（イ）に示すバランサ20
では、いわゆる三日月形状とされた偏心板18からなり、
その嵌合用円孔19が中心部より偏心した位置に設けら
れ、図５（ロ）に示すバランサ20では、偏心板18が、偏
平リング体からなる本体部42と該本体部42の外周面の一
部から突設される副部43（この副部43は、半円部43ａと
該半円部43ａを本体部42に連結する連結部43ｂとからな
る。）とからなり、図５（ハ）に示すバランサ20では、
偏心板18が、リング体からなる本体部44と該本体部44に
載置固定される重り45とからなり、図５（ハ）に示すバ
ランサ20では、偏心板18が一部に小孔46…を有する偏平
リング体からなる。

【００２４】従って、図５に示す各偏心板18は、その重
心Ｇが、回転軸４中心Ｏに対してずれている。このた
め、これらの各偏心板18を各モータに付設すれば、図２
に示す偏心板18と同様の作用をなす。なお、偏心板18と
しては、上述のように種々の形状のものを使用すること
ができるが、回転方向に逆らわない（曲線）形状や、ス
ペースの制限からより薄い形状又は外径が大きくならな
い形状等、適用されるモータとその設置部位等の諸条件
を考慮して種々選定するとよい。

【００２５】また、バランサ20としては、図６に示すよ
うに、切欠部47と嵌合用円孔19とを有する楕円状板48
と、該楕円状板48の切欠部47に弾発部材49を介して収納
状とされるウエイト体50と、を備えた一対の偏心部材5
1，51からなるものであってもよい。この場合、弾発部
材49としては、コイルバネ、板バネ等の種々のバネや、
ゴム体等の弾性材からなり、また、ウエイト体50として
は、例えば、球状体、円盤状体等からなる。

【００２６】このバランサ20では、回転数に比例してウ
エイト体50が径方向に移動するため、各回転数によって
この偏心部材51の重心が変移する。従って、このバラン
サ20は、回転数を変更させて用いるモータに適用すると
効果的である。

【００２７】例えば、ＣＤ−ＲＯＭ駆動装置では、読み
取りの方式の関係上、記録ディスクの内周側と外周側と
では、回転数を変更させる動作を行う。この場合、図２
に示す偏心板18のように、その重心が径方向において不
動であると、回転数によって遠心力が変化しモータの偏
り点を変化させることができず、より高精度なバランス
補正ができない。これに対して、図６に示すバランサ20
では、ウエイト体50が径方向に移動し、この偏心部材51
の重心の位置が変化し、回転数が変化してもその回転数
に対して最適な位置に重心が配置され、より高精度なバ
ランス補正が実現できる。従って、バランサ20に重心が
変移するような機構を備えていれば、図６以外のもので
も同様の効果が得られることは勿論である。

【００２８】また、図７に示すバランサ20では、嵌合用
円孔19が被嵌合部（図２ではブッシュ14であり、図３で
は滑り軸受30であり、図４ではブッシュ40である。）の
径より十分大きく設定されたリング体52が使用される。
従って、被嵌合部の回転に伴ってこのリング体52がいわ
ゆる偏心運動をなし、上述の偏心板18のような作用をな
す。このリング体52は、上述の図２，５，６のバランサ
20に比べて構造が簡略化されるので組立てやすい利点が
ある。なお、このリング体52は、静止時において、その
重量により、例えば、図１では、ハブ８に接触した状態
となっており、起動と同時にこのハブ８に摺動しながら
回転するので、リング体52、或いは被接触面（図１では
ハブ８）の少なくとも一方を摺動性に優れた素材及び表
面加工を施すようにすると円滑に回転する。また、この
リング体52は、偏心運動をするため、リング体自体の移
動範囲が大きくなることと、接触音が大きくなる傾向が
あるので、その移動スペースが十分確保でき、騒音が問
題にならない場合に適用するとよい。

【００２９】更に、バランサ20として、図２，５，６，
７のような環状体を被嵌合部に嵌合する形状ではなく図
８に示すような羽状体55からなるものであってもよい。
羽状体55は、軸受手段として転がり軸受を適用し、この
外輪に一体に固定される。この羽状体55は、より少スペ
ースかつ軽量でありながら上記と同様のバランス補正の
作用をなすことができる。勿論、本例のバランサ20の形
状は、回転する被嵌合部より突出して重量バランスを補
正するように作用するものであれば、図８に示す羽状体
55に限るものではなく、例えば棒状又は帯状のものであ
ってもよい。

【００３０】なお、偏心板18からなるバランサ20として
は、該偏心板18の数は、１枚でも、３枚以上であっても
よいが、１枚であると、モータの重量バランスに偏りが
ある場合は、１枚の偏心板18がその偏りを補正するよう
に作用するが、重量バランスが正常である場合は、この
偏心板18ために逆にバランスを乱し回転が不安定となる
不具合が生じる。従って、重量バランスに偏りが必ずあ
る場合のみの適用に限られる。３枚以上であると、２枚
の場合と同様に、各偏心板18がそのバランス状態に応じ
て移動して２枚の場合と同様の効果が得られ、軸方向長
さが大となるが２枚の場合よりも偏心板18の配置の組合
せが増すのでそれだけ微妙なバランス補正が可能とな
る。つまり、バランサ20が少なくとも２枚あると、モー
タの回転中の重量バランスの状態が特定しにくい場合、
又はＣＤ−ＲＯＭのように不特定多数の記録ディスクを
搭載するために重量バランスに変動する可能性がある場
合等のように重量バランスの偏りの有無に関係なく正常
な重量バランスの回転状態が実現できる。

【００３１】以上、本発明に従う実施形態について説明
したが、本発明は上述の実施形態に限るものではなく本
発明の範囲を逸脱することなく種々の変形、修正が可能
である。即ち、バランサ20としては、図例のものに限ら
ず、要は、重心点が回転軸の軸心に対して径方向にずれ
ていればよく、例えば、偏平の多角形状体等とすること
ができる。さらに、モータとしては、図２、図３及び図
４ではすべて軸回転型であるが、軸固定型のモータであ
ってもよい。この場合であっても、回転体側にバランサ
20を付設すればよい。また、記録ディスク駆動用以外で
回転振れのない高精度の回転が要求されるモータに上述
の構成を適用できることは勿論である。

【００３２】

【発明の効果】本発明は上述の如く構成されているの
で、次に記載する効果を奏する。

【００３３】 請求項１によれば、モータの回転中に
重量バランスに偏りがあると、この偏りと該バランサ20
の重心Ｇとが該回転体の回転中心Ｏに点対称である位置
関係となり、その偏りがバランサ20によって相殺され、
モータは回転振れ等のない正常なバランスの回転状態が
実現され、モータは高速でありながら高精度である回転
振れ等のない正常なバランスの回転状態が実現される。

【００３４】 請求項２のモータによれば、記録ディ
スク駆動用モータのように回転数の使用領域が共振回転
数を越えて使用する場合に、高速でありながら高精度に
回転させることができ、データの読み書きエラーを低減
することができる。

【００３５】 請求項３のモータによれば、バランサ
20が、少なくとも２個であると、モータの回転中におけ
る重量バランスの偏りの有無にかかわらず何れの場合に
もモータは、高速でありながら高精度である回転振れ等
のない正常なバランスの回転状態が実現される。つま
り、モータの回転中の重量バランスの状態を特定が困難
な場合、又は記録ディスク駆動用のように記録ディスク
によって重量バランスが変動する場合にも重量バランス
の偏りを補正することができる。

【００３６】 請求項４のモータによれば、バランサ
20が板状のものであると、このバランサの保持するスペ
ースが少量ですみ、特に軸方向高さを必要以上に大きく
することがなく、小型・薄型化されたモータに適用しや
すい。

【００３７】 請求項５のモータによれば、バランサ
20が回転体に軸受手段を介して回転自在に支持されてい
ると、バランサが回転体に対して簡易な構成により回転
自在に支持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るモータの断面図である。

【図２】バランサの簡略図である。

【図３】他のモータの断面図である。

【図４】別のモータの断面図である。

【図５】他のバランサの簡略図である。

【図６】別のバランサの簡略図である。

【図７】さらに別のバランサの簡略図である。

【図８】さらに他のバランサの簡略図である。

【符号の説明】

20 バランサ Ｇ 重心 Ｏ 回転中心

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転中の重量バランスの偏りを補正する
   機構を有するモータであって、 該重量バランスの偏りを補正する機構として、モータ回
   転体にバランサ20を回転自在に備え、該回転体の回転中
   心Ｏに対して該バランサの重心Ｇがずらせて設けられて
   なり、 モータ回転中における重量バランスに偏りがあると、こ
   の偏りと該バランサ20の重心Ｇとが該回転体の回転中心
   Ｏに点対称である位置関係となり、その偏りが相殺され
   ることを特徴とするモータ。
2. 【請求項２】 該バランサ20は、モータ回転が共振回転
   数を越えてから作用する請求項１に記載のモータ。
3. 【請求項３】 該バランサ20が、少なくとも２個である
   請求項１又は２に記載のモータ。
4. 【請求項４】 該バランサ20が、板状のものである請求
   項１，２，又は３に記載のモータ。
5. 【請求項５】 該バランサ20は、該回転体に軸受手段を
   介して回転自在に支持された請求項１，２，３，又は４
   に記載のモータ。